Enhancement of heat transfer due to bubbles passing through a narrow vertical rectangular channel (Change in heat transfer along flow)

摘要

The objective of this paper is to make clear how heat transfer coefficient changes along the flow with the passing bubbles through a narrow vertical rectangular channel (20 mm wide, 2 mm deep and 450 mm long). The experiments were done using subcooled water of 80, 60, and 40 K at atmospheric pressure in which the air bubbles were injected into the channel at a designated period from 0.125 to 1.0 s and their length was controlled to be equal to 0.03, 0.02, and 0.01 m. The experiment shows that the heat transfer coefficients decrease along the flow and then reach a constant value beyond a certain distance from the leading edge of the heated surface where the flow becomes fully developed in both the velocity and the thermal conditions. Under the fully developed conditions, the heat transfer coefficients are predicted well by the existing theoretical analysis in which both the convective term and evaporation on the interface are ignored.%Die Untersuchung hat das Ziel zu zeigen, wie sich der Wärmeübergangskoeffizient in Strömungsrichtung ändert, wenn Blasen das Fluid in einem engen, senkrechten Rechteckkanal (20x2 mm~2, Länge 450 mm) durchsetzen. Die Experimente wurden mit Wasser bei 80, 60 und 40 K Unterkühlung unter Atmosphärendruck ausgeführt, in das Luftblasen im zeitlichen Abstand von 0,125 bis 1,0 Sekunden mit einer kontrollierten Länge von 0,03, 0,02 und 0,01 m eingebracht wurden. Die Experimente zeigen, daß die Wärmeüber-gangskoeffizienten in Strömungsrichtung abnehmen und in einer bestimmten Entfernung vom Eintritt in die beheizte Kanalstrecke (wo hydrodynamisch und thermisch abgeschlossener Einlauf erreicht ist) konstante Werte annehmen. Diese lassen sich gut mit bestehenden theoretischen Modellen vorausberechnen, in denen sowohl der konvektive Term, wie die Verdampfung an der Grenzfläche vernachlässigt werden.